[Android Security] APK自我保护 - DEX/APK校验

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DEX校验

classes.dex 是 Android 虚拟机的可执行文件，我们所写的 java 代码其实都在这里面，所有很多对应用程序的篡改都是针对 classes.dex 文件的。可以找一个 APK 解压就可以看到 classes.dex 文件。APK 其实就是一个压缩包，通过将后缀名改为zip 就可以直接解压，或者用 unzip 命令。

编写代码

代码比较简单，这里是通过建计算好的 crc 保存在 string.xml 文件里，当然我们事先可以随便拿一个值代替，等开发完成后替换掉。
校验代码：

/**
 * 校验Dex CRC值
 */
private void verifyDex(){
    //获取String.xml中的value
    Long dexCrc = Long.parseLong(this.getString(R.string.crc_value));
    String apkPath = this.getPackageCodePath();
    try {
        ZipFile zipFile = new ZipFile(apkPath);
        ZipEntry dexEntry = zipFile.getEntry("classes.dex");

        //计算classes.dex的 crc
        long dexEntryCrc = dexEntry.getCrc();
        Log.d("DEX", dexEntryCrc + "");

        //对比
        if(dexCrc == dexEntryCrc){
            Log.d("DEX", "dex hasn't been modified");
        }else{
            Log.d("DEX", "dex has been modified");
        }

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

计算 CRC 值

这一步必须在应用开发完成的时候去计算，如果改动了代码就必须重新计算。

利用 unzip 解压

解压命令：

unzip -d output app-debug.apk

output 文件夹：

total 2200
drwxr-xr-x   8 xiangqing  staff   272B  4 20 22:18 .
drwxr-xr-x   6 xiangqing  staff   204B  4 20 22:18 ..
-rw-r--r--   1 xiangqing  staff   3.1K  9 15  2015 AndroidManifest.xml
drwxr-xr-x   7 xiangqing  staff   238B  4 20 22:18 META-INF
-rw-r--r--   1 xiangqing  staff   1.1M  9 15  2015 classes.dex
drwxr-xr-x   3 xiangqing  staff   102B  4 20 22:18 org
drwxr-xr-x  10 xiangqing  staff   340B  4 20 22:18 res
-rw-r--r--   1 xiangqing  staff   4.4K  9 15  2015 resources.arsc

利用 crc32 命令获取 crc 值

mac系统自带 crc32 命令:

crc32 classes.dex

这里生成的 crc 值是16进制数我们可以转换成十进制。

保存到 string.xml 文件

因为 string.xml 文件是资源文件不会影响到 classes.dex 所以修改是没有关系的。

APK校验

与 DEX 校验不同 APK 检验必须把把计算好的 Hash 值放在网络服务端，因为对 APK 的任何改动都会影响到最后的 Hash 值。
校验代码：

/**
 * 校验APK MD5值
 */
private void verifyApk(){
    //获取data/app/****/base.apk 路径
    String apkPath = getPackageResourcePath();
    Log.d("APK", apkPath);
    MessageDigest msgDigest;
    try {
        //获取apk并计算MD5值
        msgDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
        byte[] bytes = new byte[4096];
        int count;
        FileInputStream fis;
        fis = new FileInputStream(new File(apkPath));

        while((count = fis.read(bytes)) >0){
            msgDigest.update(bytes, 0, count);
        }
        //计算出MD5值
        BigInteger bInt = new BigInteger(1, msgDigest.digest());
        String md5 = bInt.toString(16);
        fis.close();
        Log.d("APK", md5);

        /**
         * 获取服务端的 MD5值进行对比
         */

    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

计算 MD5 值

这一步必须在应用开发完成并且打包 release 版本的时候进行计算。
mac 系统为例：

 md5 release.apk

总结

当然上述的保护方式容易被暴力破解, 完整性检查最终还是通过返回 true/false 来控制后续代码逻辑的走向,如果攻击者直接修改代码逻辑,完整性检查始终返回 true,那这种方法就无效了,所以类似文件完整性校验需要配合一些其他方法,或者有其他更为巧妙的方式实现?